【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于三维测量
，具体涉及一种光学三维形貌测量方法。
技术介绍
三维测量在快速成型、质量检测中有着广泛的需求。同时，它在逆向工程、医疗等领域也有着广泛应用。传统的三维测量方法主要是接触式测量，如三坐标测量机。随着光学技术的进步，光学三维测量技术得到了长足的发展，被越来越广泛地应用到三维测量中。典型的光学三维测量方法有点激光扫描测量、线激光扫描测量、结构光投影测量及干涉测量等。其中，基于正弦条纹投影的结构光投影三维测量方法，由于操作便捷、测量精度较高、测量速度快、适应性好等优点，是一种非常优越的三维测量手段。正弦条纹投影三维测量轮廓术需要投影正弦条纹到被测物体表面，反射的条纹图像被相机采样得到，求解采样条纹相位后，结合标定得到的测量系统参数，即可由相位恢复被测物体的三维形貌。现有的正弦条纹投影三维测量轮廓术具有以下特点：投影的正弦条纹图的相位在整个图像平面内沿某一方向呈线性变化；在由单相机-单投影仪构成的测量系统中，相位到被测物体三维形貌的转化总会用到由投影光线与相机采样光线之间构成的三角关系，很多情况下需要一个参考面，三维求解过程复杂。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种光学三维形貌测量方法，使得三维形貌求解过程简化，X、Y坐标的求解速度及精度得到提高，标定过程简单，最终得到更高的测量精度，而且能够在一次系统标定后即可保证之后所有测量的使用，提高测量效率。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种光学三维形貌测量方法，包括以下步骤：步骤1：按照实际测量要求，布置好由投影系统、相机组成的测量系统；步骤2...
【技术保护点】
一种光学三维形貌测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按照实际测量要求，布置好由投影系统、相机组成的测量系统；步骤2：根据测量需要设计投影条纹图并由投影系统投影到被测物体表面；步骤3：被物体反射的条纹图由相机采样；步骤4：从采样条纹图解调出包裹相位，解包裹后得到条纹图的真实相位值；步骤5：由远心镜头的放大倍率、相机像元大小及采样条纹图的图像坐标求解得到被测物体X、Y轴坐标；步骤6：标定得到投影系统的相关参数，结合条纹相位，根据三角关系求得被测物体Z轴的坐标。
【技术特征摘要】
1.一种光学三维形貌测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：按照实际测量要求，布置好由投影系统、相机组成的测量系统；步骤2：根据测量需要设计投影条纹图并由投影系统投影到被测物体表面；步骤3：被物体反射的条纹图由相机采样；步骤4：从采样条纹图解调出包裹相位，解包裹后得到条纹图的真实相位值；步骤5：由远心镜头的放大倍率、相机像元大小及采样条纹图的图像坐标求解得到被测物体X、Y轴坐标；步骤6：标定得到投影系统的相关参数，结合条纹相位，根据三角关系求得被测物体Z轴的坐标。2.根据权利要求1所述的一种光学三维形貌测量方法，其特征在于：所述的步骤1中的投影系统是数字投影仪，或是点光源与光栅、光掩膜版组成的投影系统，其投影图像在量程内要能够覆盖被测对象但不能过多地超过被测对象，而且投影光轴与相机光轴需要保持平行。3.根据权利要求1所述的一种光学三维形貌测量方法，其特征在于：所述的步骤1中的相机配有远心镜头，远心镜头的参数根据实际测量需求选用。4.根据权利要求1所述的一种光学三维形貌测量方法，其特征在于：所述的步骤2中的投影条纹图，其灰度值分布需要满足：f(xp,yp)＝a+bcos(2π·r(xp,yp)/R) (1)其中，(xp,yp)表示投影条纹图像素坐标，a表示条纹背景项，b表示条纹幅值，R为以像素距离表示的条纹周期，且 r ( x p , y p ) = ( x p - x p 0 ) 2 + ( y p - y p 0 ) 2 - - - ( 2 ) ]]>其中，(xp0,yp0)表示投影阵列与投影系统光轴的交点，初步认为该点是投影阵列的几何中心。5.根据权利要求1所述的一种光学三维形貌测量方法，其特征在于：所述的步骤5中被测物体X、Y轴坐标采用如下公式求得： X ( x c , y c ) = sx c / β Y ( x c , ...
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